El LBT Yₚ Project estimó la fracción de masa de helio primordial en Yₚ = 0,2458 ± 0,0013, a partir de espectros de regiones H II de baja metalicidad. El valor equivale a un 24,58 % en masa; el artículo, publicado el 9 de septiembre de 2026 en The Astrophysical Journal, indica una precisión relativa del 0,5 %.
Qué significan el valor y su incertidumbre
Yₚ representa la fracción de la materia ordinaria que corresponde al helio-4 primordial. En la estimación del LBT Yₚ Project, ±0,0013 es la incertidumbre absoluta de esa fracción; el 0,5 % expresa la precisión relativa respecto al valor estimado. Son dos formas distintas de describir la incertidumbre.
La cifra es una inferencia cosmológica a partir de espectros de gas ionizado observado en regiones H II, no una observación del universo durante sus primeros minutos. El artículo del proyecto que presenta el resultado combina los datos de 15 objetivos de baja metalicidad.
Cómo se seleccionaron los objetivos
El análisis de helio comenzó con 54 objetivos de regiones H II pobres en metales. Cuarenta y siete superaron el criterio estadístico χ² con un nivel de confianza del 95 %. Después del cribado de fiabilidad, el proyecto trabajó con un conjunto preferido de 41 objetivos.
El promedio ponderado de Yₚ se calculó con un subconjunto de 15 objetivos de alta relación señal-ruido y una proporción oxígeno-hidrógeno, O/H, igual o inferior a 4 × 10⁻⁵. Al usar los objetivos con menor metalicidad, los autores pudieron obtener ese promedio sin suponer una relación lineal entre la abundancia de helio y la de oxígeno.
De las líneas espectrales a la abundancia primordial
Las regiones H II son zonas de gas donde el hidrógeno está ionizado. El proyecto ajustó los cocientes entre líneas de emisión de hidrógeno y helio y estimó conjuntamente la abundancia de helio y las condiciones físicas del gas mediante un método estadístico llamado MCMC, que explora combinaciones de parámetros para encontrar las que mejor se ajustan a los datos.
El análisis modeló hasta ocho cocientes de líneas de helio y 15 de hidrógeno. Excluyó las líneas de helio He I λ5016 y λ7281 porque sus flujos observados presentaban un sesgo sistemático respecto al modelo. La temperatura, la densidad y otros efectos del gas también forman parte del ajuste, por lo que el resultado depende de cómo el modelo interpreta el conjunto de líneas, no de una sola medición aislada.
Cómo encaja el resultado con la BBN estándar
La nucleosíntesis del Big Bang, o BBN por sus siglas en inglés, describe la formación de los primeros núcleos atómicos en el universo temprano. La predicción estándar citada por el proyecto, basada en la densidad bariónica determinada por Planck, es Yₚ = 0,2467 ± 0,0002. El valor inferido de 0,2458 ± 0,0013 concuerda con ella.
| Magnitud | Yₚ | Base del valor |
| Abundancia inferida por el LBT Yₚ Project | 0,2458 ± 0,0013 | Promedio ponderado de 15 objetivos de baja metalicidad |
| Predicción estándar de BBN | 0,2467 ± 0,0002 | Predicción basada en la densidad bariónica de Planck |
La abundancia primordial de helio ayuda a evaluar las condiciones del universo temprano: las predicciones de BBN dependen, entre otros factores, de la densidad bariónica, la vida media del neutrón y la cantidad de partículas relativistas. Su comparación con la estimación de Yₚ también puede limitar el número efectivo de especies de neutrinos.
Paul Francis explica en inglés la nucleosíntesis primordial y el llamado cuello de botella del deuterio: al principio, los fotones energéticos destruían el deuterio recién formado; cuando el universo se enfrió lo suficiente, pudo sobrevivir y participar en reacciones que producían helio. La expansión y el enfriamiento acabaron frenando esas reacciones.
